KR101189287B1

KR101189287B1 - Ｃｔｂａ시스템의 마운트 포인트 이동장치

Info

Publication number: KR101189287B1
Application number: KR1020060105261A
Authority: KR
Inventors: 김남호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2006-10-27
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2012-10-09
Also published as: KR20080037942A

Abstract

본 발명은 CTBA 시스템의 마운트 포인트 이동장치에 관한 것으로서, 토션 빔 액슬에 장착되어, 연장 형성된 단부 양측에 관통홀이 형성된 트레일링 암; 원통 형상으로 형성된 바디의 일측이 외측으로 연장 형성되며, 상기 관통홀에 결합되도록 각각 외측으로 절곡되어 형성된 양단에 수용부가 구비된 부시 브라켓; 상기 수용부에 결합되어 상기 부시 브라켓이 이동 가능하도록 구동하는 모터; 원통 형상으로 상기 부시 브라켓의 내부에 삽입되며 양측에는 요입홈이 형성된 부시; 상기 요입홈에 결합되어 마운트 포인트 역할을 하는 마운팅 볼트; 차체에 고정되며, 양측에 상기 요입홈에 체결되는 마운팅 볼트가 각각 관통되어 길이 방향으로 이동하도록 형성된 슬롯이 구비된 차체 브라켓; 및 상기 모터에 제어 신호를 보내는 ECU를 포함하는 것을 특징으로 하는 CTBA 시스템의 마운트 포인트 이동장치를 제공한다. 이에 따라 차량의 주행 상황에 맞게 트레일링 암의 마운트 포인트를 자유롭게 설정하여 차량의 승차감 및 안정성을 향상시키는 장점이 있다.

트레일링 암, 마운트 포인트, 부시 브라켓, 모터, 제어부

Description

ＣＴＢＡ시스템의 마운트 포인트 이동장치{A device to move mount-point of CTBA system}

도 1a는 종래의 CTBA 서스펜션을 나타낸 사시도.

도 1b는 종래의 트레일링 암의 마운트 포인트와 휠 센터를 나타낸 측면도.

도 2a는 본 발명의 CTBA 시스템의 마운트 포인트 이동장치를 나타낸 결합 사시도.

도 2b는 본 발명의 CTBA 시스템의 마운트 포인트 이동장치를 나타낸 분해 사시도.

도 3a는 본 발명의 CTBA 시스템의 마운트 포인트 이동장치를 나타낸 사시도.

도 3b는 본 발명의 CTBA 시스템의 마운트 포인트 이동장치가 차량에 장착된 도면.

도 4는 본 발명의 부시 브라켓과 모터의 결합 관계를 나타낸 사시도.

도 5는 본 발명의 CTBA 시스템의 마운트 포인트 이동장치의 작동 알고리즘을 나타낸 개략도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 토션 빔 액슬 10 : 트레일링 암

20 : 부시 브라켓 30 : 모터

31 : 기어 40 : 부시

50 : 마운팅 볼트 60 : 차체 브라켓

61 : 슬롯 71 : ECU

P : 마운트 포인트

본 발명은 CTBA 시스템의 마운트 포인트 이동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 트레일링 암의 마운트 포인트를 차량의 주행 상태에 따라 변화시키는 CTBA 시스템의 마운트 포인트 이동장치에 관한 것이다.

첨부된 도 1a는 종래의 CTBA 서스펜션을 나타낸 사시도이고, 도 1b는 종래의 트레일링 암의 마운트 포인트와 휠 센터를 나타낸 측면도이다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 일반적으로 소형차에 사용되는 CTBA(coupled torsion beam axle) 서스펜션(10)은 토션 빔 액슬(Torsion beam axle)(1)의 양쪽에 트레일링 암(Trailing arm)(2)이 용접된다. 트레일링 암(2)의 앞쪽에는 차체에 부착하기 위한 부시(3)가 결합되며, 후방에는 스핀들 및 댐퍼/스프링이 장착되기 위한 브라켓(4)이 결합된다. 또한 강도 보강을 위한 보강판(미도시)이 결합되기도 한다.

CTBA 서스펜션(10)은 단순한 부품으로 인하여 설계 성능 범위가 높지 않음에도 불구하고, 낮은 단가와 낮은 질량에 비해 상대적으로 높은 주행 안정성으로 소 형차의 후륜 현가장치에 주류가 되고 있다.

CTBA 서스펜션(10)에서 트레일링 암(2)은 부시(3)를 통해 차체의 사이드 멤버(5)에 장착된다. 트레일링 암(2)의 마운트 포인트(P)는 차량의 성능과 승차감에 큰 영향을 미치는 설계 변수이다. 즉, 트레일링 암(2)의 마운트 포인트(P)의 위치에 따라 차량의 주행 안전성과 승차감에 큰 차이를 가져오며 종래의 기술은 둘 사이를 적절히 Trade-off 하여 마운트 포인트(P)를 정하게 된다.

종래의 CTBA 서스펜션(10)은 트레일링 암(2)의 마운트 포인트(P)의 높이가 휠 센터(M)보다 아래쪽에 형성된다. 그 이유는 언더스티어(Understeer)를 유도하여 차량의 휠 주행 안정성을 높이기 위해서이다. 하지만 종래의 경우 요철이나 돌기를 넘을 때 impact harshness나 충격이 전달되어 승차감이 악화되는 단점이 있다.

또한 반대로 트레일링 암(2)의 마운트 포인트(P)의 높이가 휠 센터(M)보다 높게 설정되면 승차감은 좋아지나 오버스티어(Oversteer)를 유도하여 차량의 안정성을 해치게 된다.

즉, 종래의 CTBA 서스펜션(10)의 설계에 있어서는 둘 사이를 적절히 양립할 수 있는 트레일링 암(2)의 마운트 포인트(P)를 설정하는 것이 필요하며, 일반적인 방법이나 CTBA 성능상 한계가 있는 것이 사실이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 차량의 주행 상황에 맞게 트레일링 암의 마운트 포인트를 자유롭게 설정하여 차량의 승차감 및 안정성을 향상시킬 수 있도록 CTBA 시스템의 마운트 포인트 이동장치를 제공하는 것이다.

또한 트레일링 암의 전단에 장착된 부시 브라켓을 모터로 구동하여 회전시켜 마운트 포인트를 변경할 수 있도록 CTBA 시스템의 마운트 포인트 이동장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 토션 빔 액슬에 장착되어, 연장 형성된 단부 양측에 관통홀이 형성된 트레일링 암; 원통 형상으로 형성된 바디의 일측이 외측으로 연장 형성되며, 상기 관통홀에 결합되도록 각각 외측으로 절곡되어 형성된 양단에 톱니 형상의 수용부가 구비된 부시 브라켓; 상기 수용부에 결합되어 상기 부시 브라켓이 이동 가능하도록 구동하는 모터; 원통 형상으로 상기 부시 브라켓의 내부에 삽입되며 양측에는 요입홈이 형성된 부시; 상기 요입홈에 결합되어 마운트 포인트 역할을 하는 마운팅 볼트; 차체에 고정되며, 양측에 상기 요입홈에 체결되는 마운팅 볼트가 각각 관통되어 길이 방향으로 이동하도록 형성된 슬롯이 구비된 차체 브라켓; 및 상기 모터에 제어 신호를 보내는 ECU를 포함하는 것을 특징으로 하는 CTBA 시스템의 마운트 포인트 이동장치를 제공한다.

상기 모터는 브라켓에 의해 수용 지지되며, 상기 수용부에 결합되는 모터의 회전축에 톱니 형상의 기어를 형성하여 상기 수용부와 맞물려 회전하는 것을 특징으로 한다.

상기 ECU에 보내지는 신호를 감지하는 차속 센서, 롤 센서, 기울기 센서가 구비된 센서부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 CTBA 시스템의 마운트 포인트 이동장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.

첨부된 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 CTBA 시스템의 마운트 포인트 이동장치를 나타낸 결합 사시도 및 분해 사시도이고, 도 3a는 본 발명의 CTBA 시스템의 마운트 포인트 이동장치를 나타낸 사시도이고, 도 3b는 본 발명의 CTBA 시스템의 마운트 포인트 이동장치가 차량에 장착된 도면이고, 도 4는 본 발명의 부시 브라켓과 모터의 결합 관계를 나타낸 사시도이다.

도 2a 내지 도 4에 도시된 바와 같이, CTBA 시스템의 마운트 포인트 이동장치는 트레일링 암(10), 부시 브라켓(20), 모터(30), 부시(40), 마운팅 볼트(50), 차체 브라켓(60), ECU(71)를 포함하여 구성된다.

트레일링 암(10)은 토션 빔 액슬(1, 도 1 참조)의 양단에 장착된다.

토션 빔 액슬(1)과 연결된 트레일링 암(10)의 단부에는 부시 브라켓(20)이 연결되고, 부시 브라켓(20)과 결합할 수 있도록 단부에 관통홀(11)이 형성된다.

관통홀(11)은 트레일링 암(10)의 마주보는 좌우 양측에 각각 형성되어 결합되는 부시 브라켓(20)의 단부에 형성된 수용부(21)와 결합된다.

부시 브라켓(20)은 원통 형상으로 부시(40)를 감싸는 바디(20a)의 일측이 외측으로 연장 형성되고, 소정 길이를 가지며 바디(20a)의 수직 방향으로 연장 형성된 단부에는 관통홀(11)과 결합되도록 관통홀(11)을 향하여 각각 외측으로 절곡된 수용부(21)가 형성된다.

트레일링 암(10) 단부의 내부에 부시 브라켓(20)의 단부가 수용되고, 관통 홀(11)에 수용부(21)가 삽입되며, 수용부(21)에 모터(30)가 결합된다.

모터(30)는 트레일링 암(10)의 외측에 설치되되 관통홀(11)을 통하여 수용부(21)에 회동 가능하게 결합된다.

모터(30)는 브라켓에 의해 수용 지지되며, 마운트 포인트(P)를 이동시키도록 부시 브라켓(20)을 회전시키는 구동력을 제공한다.

모터(30)는 회전이 일어날 때 공회전을 방지하기 위하여 부시 브라켓(20)의 수용부(21)와 결합되는 회전축의 연결 부위에 톱니바퀴 형상의 기어(31)가 형성된다.

기어(31)가 장착된 모터(30)와 결합되는 수용부(21)에는 기어(31)에 대응하는 톱니형상의 홈이 형성되고, 이러한 기어(31)와 수용부(21)가 맞물려 회전한다.

관통홀(11)에 삽입된 수용부(21)에는 기어(31)가 체결되며, 관통홀(11) 부위의 트레일링 암(10)의 외측에는 모터(30)를 감싼 브라켓의 바디(20a)가 고정되어 장착된다,

따라서 모터(30)가 부시 브라켓(20)을 상하 이동하도록 구동시키며, 부시 브라켓(20)의 바디(20a) 내부에는 부시(40)가 삽입된다.

부시(40)는 원통 형상으로 부시 브라켓(20)의 내부에 결합되며, 양측에는 요입홈(41)이 형성되어 각각 마운팅 볼트(50)가 결합된다.

마운팅 볼트(50)는 요입홈(41)에 각각 결합되어 마운트 포인트(P) 역할을 한다.

부시 브라켓(20)과 내부에 결합된 부시(40)는 차체에 고정된 차체 브라 켓(60)의 내부에 수용되어 마운팅 볼트(50)에 의해 결합된다.

차체 브라켓(60)은 차체에 고정되어 부시 브라켓(20)의 바디(20a)를 감싸며 지지하고, 양측에는 슬롯(61)이 형성된다.

슬롯(61)은 마운팅 볼트(50)가 상하로 이동 가능하게 형성되며, 슬롯(61)을 통하여 각각의 마운팅 볼트(50)가 관통되어 요입홈(41)에 결합된다.

슬롯(61)의 너비는 마운팅 볼트(50)의 헤드보다 작게 형성되어 마운팅 볼트(50)가 이탈되지 않게 하며, 마운팅 볼트(50)는 상하 이동을 통하여 마운트 포인트(P)를 변경하는 역할을 한다.

마운트 포인트(P)가 이동할 수 있도록 부시 브라켓(20)을 회전시키는 모터(30)는 ECU(Electric control unit)(71)의 신호를 받아 구동된다.

센서 및 ECU 제어 유닛(70)는 ECU(71)와 센서부(73)를 포함한다.

센서부(73)는 차속 센서와 롤 센서와 기울기 센서등을 포함하며, 차량의 각부분에 설치된다. 이 센서들을 통해 감지된 신호가 ECU(71)에 보내지며, ECU(71)는 센서의 신호를 판단하여 모터(30)에 모터 제어 신호를 보낸다.

첨부된 도 3a 및 도 3b를 참조하여 본 발명의 CTBA 시스템의 마운트 포인트가 이동되는 원리를 간단하게 설명하면 다음과 같다.

차량이 선회시에는 언더 스티어(uneder steer)를 유지하기 위하여 모터(30)를 회전시키고 회전에 의하여 마운팅 볼트(50)가 장착된 부시(40)를 감싼 부시 브라켓(20)은 A방향으로 이동한다. 따라서 마운팅 볼트(50)가 A방향으로 이동함으로써 트레일링 암(10)의 마운트 포인트(P)가 이동하게 되고, 언더 스티어를 유지하여 차량의 안정성을 향상시킨다.

또한 직진 주행이나 둔턱 운행시에는 승차감 향상 및 impact harshness 저감을 위하여 모터(30)를 반대 방향으로 회전시키고 회전에 의하여 부시 브라켓(20)은 B방향으로 이동한다, 따라서 마운팅 볼트(50)가 B방향으로 이동함으로써 트레일링 암(10)의 마운트 포인트(P)가 이동되고, 오버 스티어를 유지하여 승차감을 향상시킨다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시 예에 따른 CTBA 시스템의 마운트 포인트 이동장치에 있어서 작동 알고리즘을 간단하게 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 5는 본 발명의 CTBA 시스템의 마운트 포인트 이동장치의 작동 알고리즘을 나타낸 개략도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, CTBA 시스템의 마운트 포인트 이동장치는 트레일링 암(10)의 마운트 포인트(P)를 조절하여 주행중 차량의 안정성과 승차감을 향상시킨다.

차량에 설치된 센서부(73)는 현재 차량의 주행 상태를 파악하고 감지된 신호를 ECU(71)에 보낸다. 센서부(73)에 의해 파악된 신호를 받은 ECU(71)는 센서의 신호를 통해 차량의 주행 상황을 파악하고 최적의 트레일링 암(10)의 마운트 포인트(P)를 계산하거나 매핑된 정보에 의해 결정하게 된다. 그리고 결정된 모터 제어 신호를 모터(30)에 보낸다.

센서 및 ECU 제어 유닛(70)으로부터 받은 모터 제어 신호에 따라 모터(30)는 배터리로부터 전원을 공급받고 회전하며, 회전 방향에 따라 트레일링 암(10)의 마 운트 포인트(P)가 결정된다.

트레일링 암(10)의 마운트 포인트(P)의 이동에 따라 차량의 주행시 안정성과 승차감을 향상되는 장점이 있다.

한편, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변형 실시할 수 있는 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 CTBA 시스템의 마운트 포인트 이동장치는 차량의 주행 상태에 따라 트레일링 암의 마운트 포인트를 이동함으로써 CTBA의 성능을 크게 향상시키는 효과가 있다.

또한 CTBA 시스템의 마운트 포인트 이동장치는 트레일링 암의 마운트 포인트를 조절함으로써 차량의 승차감 및 안정성을 동시에 향상시키는 효과가 있다.

그리고 CTBA 시스템의 마운트 포인트 이동장치는 언더 스티어와 오버 스티어의 둘 사이를 양립시킬 수 있도록 트레일링 암의 마운트 포인트를 적절히 변경되는 효과가 있다.

Claims

토션 빔 액슬(1)에 장착되어, 연장 형성된 단부 양측에 관통홀(11)이 형성된 트레일링 암(10);

원통 형상으로 형성된 바디(20a)의 일측이 외측으로 연장 형성되며, 상기 관통홀(11)에 결합되도록 각각 외측으로 절곡되어 형성된 양단에 톱니 형상의 수용부(21)가 구비된 부시 브라켓(20);

상기 수용부(21)에 결합되어 상기 부시 브라켓(20)이 이동 가능하도록 구동하는 모터(30);

원통 형상으로 상기 부시 브라켓(20)의 내부에 삽입되며 양측에는 요입홈(41)이 형성된 부시(40);

상기 요입홈(41)에 결합되어 마운트 포인트(P) 역할을 하는 마운팅 볼트(50);

차체에 고정되며, 양측에 상기 요입홈(41)에 체결되는 마운팅 볼트(50)가 각각 관통되어 길이 방향으로 이동하도록 형성된 슬롯(61)이 구비된 차체 브라켓(60); 및

상기 모터(30)에 제어 신호를 보내는 ECU(71)를 포함하는 것을 특징으로 하는 CTBA 시스템의 마운트 포인트 이동장치.
제1항에 있어서,

상기 모터(30)는 브라켓에 의해 수용 지지되며, 상기 수용부(21)에 결합되는 모터(30)의 회전축에 톱니 형상의 기어(31)를 형성하여 상기 수용부(21)와 맞물려 회전하는 것을 특징으로 하는 CTBA 시스템의 마운트 포인트 이동장치.
제1항에 있어서,

상기 ECU(71)에 보내지는 신호를 감지하는 차속 센서, 롤 센서, 기울기 센서가 구비된 센서부(73)를 포함하는 것을 특징으로 하는 CTBA 시스템의 마운트 포인트 이동장치.